Bà là con Cử nhân Phạm Viết Cao, đỗ Cử nhân khoa Tân Tỵ, niên hiệu Minh Mạng thứ 2 (1821), là Đốc học, làm Viên ngoại lang ở bộ Lễ, triều Nguyễn, người xã Quán Vinh. Ông đã có công lao tu sửa miếu Hoàng giáp Đinh Thúc Thông ở xã Quán Vinh.

Từ nhỏ, sống ở quê, bà Phạm Thị Anh đã thích đi sưu tầm các cây thuốc Nam, học hỏi người dân về các bài thuốc Nam chữa bệnh.

Bà đã kê đơn chữa bệnh cho người dân quanh vùng, được mọi người ngợi ca nể phục. Bà đã phát lộ thiên bẩm chữa bệnh rất sớm. Năm 13 tuổi, bà rời quê theo cha Phạm Viết Cao vào Kinh thành Huế ở với cha. Tại Huế, bà cũng kê đơn, chữa bệnh cho các quan và người dân ở Kinh thành. Biết được tài năng chữa bệnh của bà, vua Minh Mạng cho vào gặp để kê đơn, chữa bệnh cho vua. Bà đã khám và chữa bệnh cho vua Minh Mạng khỏi bệnh.

Theo bản dịch bia Từ đường họ Phạm "Phạm Đại Tộc thế hệ bi ký" (Lưu giữa ở nhà thờ họ Phạm Đình thôn Quán Vinh), do Bảo tàng Ninh Bình dịch tháng 5 năm 1999, ghi: "Thời gian bà ở Kinh đô với cha, có lúc vua Minh Mạng (1820-1841) bị bệnh, bà đã chữa trị bệnh cho vua Minh Mạng khỏi bệnh".

Sau đó, bà về quê ở. Đến năm 19 tuổi, tức năm 1838, bà lấy chồng, là chính thất (vợ cả) Cử nhân Nguyễn Tử Mẫn (1816-1901) - Người viết cuốn sách "Ninh Bình toàn tỉnh Địa chí khảo biện", được coi là nhà viết địa chí nổi tiếng ở Ninh Bình, đồng thời là một nhà giáo mẫu mực, còn là nhà thơ.

Chính thất với Nguyễn Tử Mẫn được 6 tháng, năm 1839, bà Phạm Thị Ánh mới 20 tuổi đã qua đời, không có con với Nguyễn Tử Mẫn.

Dù thọ không lâu, nhưng bà là vợ cả của Cử nhân Nguyễn Tử Mẫn, lại giỏi nghề Đông y, đã chữa bệnh cho vua Minh Mạng, nên sau khi bà mất, người dân xã Quán Vinh đã lập đền thờ bà to, đẹp đẽ.

Đền thờ bà nằm cạnh bên trái đường Tiến Yết đi vào Kinh đô Hoa Lư xưa, trước đây là tòa si Quán Vinh.

Đến triều vua Khải Định (1916-1925), năm Khải Định thứ 2 (1917), nhà vua đã cấp Sắc phong cho bà Phạm Thị Anh là "Dực bảo Trung Hưng Tôn Thần - Anh Hoa Công Chúa", Sắc phong ghi ngày 18 tháng 3 năm 1917.

Tám năm sau, ngày 25 tháng 7 năm 1924, năm Khải Định thứ 9 (1924) Nhà vua lại cấp Sắc phong cho bà Phạm Thị Anh là "Thượng Đẳng Thần - Anh Hoa Công Chúa".

Điều này thể hiện vua triều Nguyễn đã ghi nhận công lao, tài năng Đông y của bà. Sắc phong năm 1924, đã có cách ngày nay 100 năm (1924-2024).

Do thời gian và chiến tranh, đền thờ bà đổ nát, người dân đã lập một am thờ bà ở bên trái đường.

Thời gian sau, con cháu trong họ và nhân dân thôn Quán Vinh cùng các cháu chắt của Cử nhân Nguyễn Tử Mẫn đã xây dựng lại đền thờ bà vẫn nằm trên đất cũ phía trái đường Tiến Yết, đối diện chùa Quán Vinh.

Khu đất xây dựng đền thờ bà có chiều ngang 13 m, chiều sâu 34 m, diện tích khoảng 442 m2. Hướng của đền là hướng Tây Bắc. Tên của đền là "Đền thờ Thánh Mẫu thôn Quán Vinh". Đền có 3 gian, trước đền là sân, có Tắc môn đá chắn cửa đền, được xây tường gạch và đá bao quanh, có cổng vào đền.

Chiều ngang của đền dài 8,5m, chiều rộng 4,5m, không kể hiên. Các cột, xà vì kèo, trụ đấu đều làm bằng bê tông cốt thép giả gỗ, giả đá. Trong đền chia làm hai phần, phần ngoài rộng làm Bái đường, phần trong hẹp gọi là Hậu cung. Trước Hậu cung, ở cả ba gian có 3 cửa võng sơn son thếp vàng lộng lẫy. Gian giữa của đền trên Hương án đặt ngai thờ bà Phạm Thị Anh. Bức đại tự ở gian giữa có bốn chữ Hán "Nữ Thần Sinh Phạm", có nghĩa là: Nữ thần họ Phạm sống mãi.

Hiện nay, ở hai tường hồi phía trong đền treo hai sắc phong của vua Khải Định phóng to. Đó là hai đạo Sắc phong còn lưu giữ được.